Die Forderung nach hoher Qualität und gleichbleibenden mechanischen Eigenschaften in Verbindung mit hohen Produktionsraten ist eine große Herausforderung für Schweißarbeiten in der Kran- und Hebetechnik. Die richtigen Stromquellenlinien und innovative Verfahren wie Rapideep 2.0 garantieren zusammen mit unserem Portfolio aus hochfesten Schweißzusätzen (die Streckgrenze reicht bei diamondspark und alform von 690–1100 MPa) ein optimales Schweißverhalten und perfekte Verbindungseigenschaften. Unter anderem wurden die folgenden speziell für den Bereich Kran und Hebetechnik entwickelten Vorteile eingehend untersucht.

In der Kran- und Hebetechnik sowie in der Automobilindustrie ist der anhaltende Trend, hochfestes Material mit geringer Wandstärke zu verwenden, um Gewicht und Kosten von geschweißten Komponenten zu reduzieren.

Bei sehr geringen Wandstärken, im Bereich von 2–5 mm, spielen die Wärmeeinflusszone, die Erweichung (geringe Härte) und Härtespitzen eine wichtige Rolle. Das Härteprofil der Schweißverbindung wird hauptsächlich durch die Wärmeeinbringung während des Schweißprozesses beeinflusst.

Verkürzung der Vorlaufzeiten für die Fertigung von Schweißkomponenten bedeutet bei Kehlnähten eine Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit. Technische Einschränkungen sind infolge des Entstehens von Einbrandkerben und Bindefehlern gegeben. Durch den Einsatz von Böhler Arc in Kombination mit diamondspark Metallpulverfülldrähten ist es möglich, mechanisierte Schweißverfahren bis zu einer Schweißgeschwindigkeit von 120 cm/min für hochfeste Werkstoffe zu optimieren. Durch den Einsatz des innovativen Rapideep 2.0 wird die Prozessgeschwindigkeit nochmals um mehr als 10 % erhöht, mit den zusätzlichen Vorteilen:

• feintropfiger Lichtbogen mit gutem Benetzungsverhalten – bessere Schweißraupenoberfläche
• Homogenes tiefes Einbrandverhalten
• Wärmeeinbringung ähnlich wie bei Standard-Sprühlichtbogen
• Lichtbogen stabiler und fokussierter

Die Qualität der hochfesten Schweißnähte zwischen Rohren, die für Gittermastkräne verwendet werden, hängt in hohem Maße vom Verhalten des Lichtbogens ab – vor allem Spaltüberbrückung, Einbrand, Einbrandkerben, möglichst geringe Spritzerbildung und die Schweißnahtform sind ausschlaggebend um den Nachbearbeitungsaufwand zu reduzieren. Um alle wichtigen Aspekte für diese Anwendung abzudecken ist unser Böhler Arc die perfekt abgestimmte Synthese zwischen dem Schweißprozess mit einem Doppelpulsmodus der URANOS-Stromquellen und dem Schweißzusatz unserem hochfesten diamondspark Metallpulverfülldraht.

8 mm dicke 3-lagige Schweißnaht 

Als Beispiel wird diese 8 mm dicke Schweißnaht mit 3 Lagen gefüllt. Der Grundwerkstoff ist von voestalpine, alform 1100 X-treme, welcher vom Band thermomechanisch gewalzt wird (TMCP). Als Zusatzwerkstoff für die Full Welding Solution wurde diamondspark 1100-MC verwendet.

Schweißparameter

• Strom = 250 A
• Spannung = 25 V
• Schweißgeschwindigkeit: 52 cm/min Wurzel, 65 cm/min
• Wärmeeinbringung: 0,52-0,54 kJ/mm
• Schutzgas: Typ M20 (92% Ar CO2 bal.)

Testergebnisse

• Zugversuch in Querrichtung Bruchlage im Grundwerkstoff bei hoher Zugspannung > 1150 MPa
• Maximale Härte: 430 HV₁₀ in WEZ
• Kerbschlagarbeit des Schweißgutes durchschnittlich 40 J bei -20°C
• Seitenbiegeversuch: keine Fehler festgestellt

Das Schweißen von hochfestem Feinkornbaustählen ist mit besonderer Sorgfalt und unter Einhaltung strenger Spezifikationen durchzuführen. Umso wichtiger ist auch die Reparatur bestehender Strukturen bei den geplanten Sicherheitsinspektionen oder im Falle  der Instandsetzung nach Betriebsstörungen. Entscheidend dabei sind natürlich die mechanischen Eigenschaften wiederherzustellen und die Sicherheitsanforderungen der Bauteile zu gewährleisten.

Böhler Welding bietet integrierte Lösungen mit Multiprozess-Handschweißgeräten wie URANOS 2700 PMC, die mit exzellenten Schweißzusatzwerkstoffen mit niedrigem diffusibeln Wasserstoff und hoher Festigkeit und gleichzeitig gutem Zähigkeitseigenschaften für die Reparatur konzipiert sind und alle Stahlsorten abdecken. Die Feinabstimmung zwischen Schweißgerät und Schweißzusatzwerkstoff ist dank Böhler Arc gewährleistet. Böhler Welding bietet doppelt umhüllte basische Stabelektroden oder Drähte, sowohl Massiv- als auch Metallpulverfülldrähte, die in tragbaren 5-kg-Spulen und kleinen Durchmessern (Massivdrähte ab 0,8 mm und Metallpulverfülldrähte ab 1,0 mm Durchmesser) erhältlich sind.

RapiDeep zeigt bei gleicher Draht- und Schweißgeschwindigkeit einen besseren Einbrand und einen sanfteren Übergang zum Grundwerkstoff. Bei einer um 60 % erhöhten Schweißgeschwindigkeit kann ein stärkerer Einbrand mit sehr gutem Nahtbild erzeugt werden. Im Bereich Kran- und Hebetechnik wird die Leistung bei der Verwendung von diamondspark Metallpulverfülldrähte noch weiter gesteigert und erreicht bei verschiedenen Anwendungen eine beachtliche Schweißgeschwindigkeit von über 100 cm/min.

Sie verfügt über zwei verschiedene Wellenformen. Die erste sorgt bei höherer Intensität für das Aufschmelzen des Grundwerkstoffs, während die zweite durch eine größere Lichtbogenöffnung bei niedrigeren Parametern gekennzeichnet ist. Die zweite Wellenform nutzt die Fließeigenschaften des schon erwärmten Werkstoffes um eine effiziente Abschmelzleistung der Fülllage zu gewährleisten ohne das Werkstück dabei zu überhitzten. Bei Werkstücken erhöhten Spaltmaßen oder unregelmäßiger Geometrie wie bei Gittermastkränen ist sie ein Schlüsselfaktor, um eine perfekte Schweißung zu erreichen.

Die Reihe diamondspark bietet ein ganzes Portfolio an nahtlosen Fülldrähten. Sie zeichnen sich durch ein großes, für alle Schweißprozesse geeignetes Parameterfenster, einen geringen Gehalt an diffusionsfähigen Wasserstoffgehalt und hervorragende mechanische Eigenschaften aus. Für die beschriebenen Full Welding Solutions im Bereich Kran- und Hebetechnik deckt die nachstehende Auswahl an Fülldrähten alle hochfesten Sorten ab, einschließlich des einzigartigen Angebots für die Streckgrenze von 1100 MPa.